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第六章
6.3.4 平面向量数乘运算的坐标表示
掌握数乘向量的坐标运算法则,理解用坐标表示平面向量共线的条件,掌握三点共线的判断方法.
课标要求
素养要求
通过数乘向量的坐标运算,理解平面向量共线的坐标表示形式,体会数学运算及数学抽象素养.
课前预习
知识探究
1
1.平面向量数乘的坐标运算
实数与向量的积的坐标等于用这个实数乘原来向量的相应坐标.
坐标表示:a=(x,y),λ∈R,则λa=__________.
(λx,λy)
2.平面向量共线的坐标表示
设a=(x1,y1),b=(x2,y2),其中b≠0,a,b共线的充要条件是存在实数λ,使a=λb.
如果用坐标表示,可写为a∥b (x1,y1)=λ(x2,y2),
消去λ,得x1y2-x2y1=0,即向量a,b(b≠0)共线的充要条件是_____________.
x1y2-x2y1=0
3.中点坐标公式
1.思考辨析,判断正误
×
(2)若向量a=(x1,y1),b=(x2,y2),且x1y1-x2y2=0,则a∥b.( )
(3)若a=(x1,y1),b=(x2,y2),且x1y2≠x2y1,则a与b不共线.( )
×
√
√
提示 (1)当y1y2=0时不成立.
(2)两向量共线的坐标表示为x1y2-x2y1=0.
D
3.已知P(2,6),Q(-4,0),则PQ的中点坐标为________.
解析 根据中点坐标公式可得,PQ的中点坐标为(-1,3).
(-1,3)
4.已知a=(-6,2),b=(m,-3),且a∥b,则m=________.
解析 ∵a=(-6,2),b=(m,-3),且a∥b,
∴-6×(-3)-2m=0,则m=9.
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课堂互动
题型剖析
2
题型一 向量的坐标运算
解 (1)2a+3b=2(-1,2)+3(2,1)
=(-2,4)+(6,3)=(4,7).
(2)a-3b=(-1,2)-3(2,1)
=(-1,2)-(6,3)=(-7,-1).
向量的坐标运算主要是利用加、减运算法则及数乘运算进行,解题时要注意方程思想的运用及正确使用运算法则.
思维升华
A
解析 (1)由3a-2b+c=0,
∴c=-3a+2b=-3(5,2)+2(-4,-3)=(-23,-12),
∴c=(-23,-12).
题型二 向量平行(共线)的判定
证明 设E(x1,y1),F(x2,y2).
向量共线的判定方法
(1)利用向量共线定理,由a=λb(b≠0)推出a∥b.
(2)利用向量共线的坐标表示,由x1y2-x2y1=0(a=(x1,y1),b=(x2,y2))直接判断a与b是否平行.
思维升华
又因为2×2-4×1=0,
所以2×4-2×6≠0,
所以A,B,C三点不共线,所以直线AB与直线CD不重合,所以AB∥CD.
题型三 利用向量共线求参数
D
解析 由题意,得ma+4b=m(2,3)+4(-1,2)=(2m-4,3m+8),
a-2b=(2,3)-2(-1,2)=(4,-1).
由于ma+4b与a-2b共线,
∴(2m-4)×(-1)-4(3m+8)=0,
解得m=-2.
(2)若向量a=(1,1),b=(x,1),u=a+2b,v=2a-b.
①若u=3v,求x.
②若u∥v,求x,并判断u与v是同向还是反向.
解 因为a=(1,1),b=(x,1),
所以u=(1,1)+2(x,1)=(1,1)+(2x,2)=(2x+1,3);
v=2(1,1)-(x,1)=(2-x,1).
①u=3v (2x+1,3)=3(2-x,1) (2x+1,3)=(6-3x,3) 2x+1=6-3x.
解得x=1.
②u∥v (2x+1)×1-3(2-x)=0.解得x=1.
所以u=(3,3),v=(1,1),u=3v.所以u与v同向.
根据向量共线条件求参数问题,一般有两种思路.一是利用向量共线定理a=λb(b≠0),列方程组求解;二是利用向量共线的坐标表达式x1y2-x2y1=0求解.
思维升华
课堂小结